人工湿地处理废水综述研究

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1、人工湿地处理废水综述研究民营科技2009年第4期8MYKJ科技论坛人工湿地处理废水综述研究姜长江（徐州师范大学机电工程学院，江苏徐州221100）人工湿地是指根据自然湿地模拟的、由人工建造的、可控制和工程化的湿地系统，其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和微生物作用的优化组合来进行污水处理。在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料（如砾石等）混合组成填料床，使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动，并在床体表面种植具有性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物（如芦

2、苇、蒲草等），形成一个独特的动植物生态体系。1人工湿地的分类马军龙、王增长根据湿地中主要植物形式把人工湿地分为浮游植物系统、挺水植物系统、沉水植物系统。沉水植物系统还处于实验室研究阶段，浮游植物主要用于N与P的去除和提高传统稳定塘效率，挺水植物在人工湿地系统应用广泛。李兵、张绍修、肖再亮根据污水在湿地床中流动的方式把人工湿地污水处理工艺分为：表面流工艺；地下潜流工艺；立式流湿地工艺。表面流湿地：废水在填料表面漫流，它与自然湿地最为接近，绝大部分有机物的去除是由长在植物水下茎、杆上的生物膜来完成。这种湿地不能充分利

3、用填料及丰富的植物根系，卫生条件也不好，故一般不采用。潜流湿地：水在填料表面下渗流，因而可充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其他各作用处理废水，而且卫生条件较好，故是目前研究和应用较多的一种湿地系统。立式流湿地：水流动综合了上两种方法的特点，但是建造要求高，易滋长蚊蝇，目前也不多用。2人工湿地处理废水的工艺人工湿地具有独特而复杂的净化机理，它利用基质、微生物和植物这个复杂的生态系统，综合物理、化学、生物三重作用，通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水中有害物质的去除，同时通过营养物质

4、和水分的循环，实现污水的资源化和无害化。陈俊、石瑛主要从过滤、沉淀、吸附水生植物和微生物等方面探讨人工湿地是如何去除悬浮颗粒物质。过滤的机理主要是通过悬浮颗粒与滤料颗粒之间的粘附作用去除悬浮颗粒。水流中的悬浮颗粒粘附在滤料颗粒表面上，主要包括水流中的颗粒向颗粒滤料表面靠近和碰撞的迁移过程以及悬浮颗粒与滤料表面之间接近到一定距离时悬浮颗粒在滤料表面上的粘附过程。陈俊和石瑛认为过滤是由拦截、沉淀、扩散、重力和流体动力作用所引起的，并且对这几个方面作了具体的介绍。人工湿地中的吸附能力主要由湿地中的基质、植物根须和生物膜

5、三者共同构成的复合吸附剂决定。人工湿地中的水生植物能直接吸收利用污水中的营养物质及吸附、富集一些有毒有害物质外。杨俊、龚琴红认为人工湿地对有机物有较强的去除能力。不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤可以很快从污水中截留下来，被微生物和原生动物及后生动物加以利用；可溶性有机物则通过生物膜的吸附及微生物的代谢过程被去除。人工湿地成熟后，填料表面和植物根部生长了大量的微生物形成生物膜，污水流经时，S被填料及根系阻挡截留，有机物通过生物膜的吸附及同化作用而得以去除。刘正应认为潜流式人工湿地对磷的去除主要包括吸附和形成不溶性的

6、钙、铁、铝等化合物沉淀，并且潜流人工湿地中填料与污水的接触面积较大，所以除磷效果也较好，此种作用在湿地运行初期尤其明显。李林锋、王季槐、年跃刚认为人工湿地对P的去除机制包括基质吸附、络合和沉淀，植物和微生物的吸收和同化等。人工湿地绝大部分的可溶性无机磷化物容易与基质中的Al3+、Fe3+、Ca2+等发生吸附和沉淀反应而去除。朱铁群、解蒙、袁航认为基质对磷素的吸附作用在磷去除机制中起最主要的作用。植物吸收去除的磷素占总磷的32%~37%。微生物对磷的去除作用包括微生物对磷的正常吸收和过量积累。基质的吸附包括物理吸附

7、，化学吸附，微生物吸附。化学吸附通过基质中一些金属元素，比如钙、铝等与磷形成沉淀。王卫红、覃建雄研究了细菌的去除机理，认为水力负荷和水力停留时间对其去除影响很大。细菌可因沉淀、紫外线照射、化学反应、自然死亡和浮游生物的捕食或者由于对湿地环境不适应而死亡，另外，植物根系的某些分泌物对它们亦有灭活作用。病毒可被土壤和有机碎片吸附或失活。3人工湿地处理废水效果的研究陈娟、丁为民、张迎颖认为基质比例、湿干比、进水流量三因素对TN、TP的去除均有极显著影响，进水流量这一因素对其影响最大，其次是湿干比，基质比例影响最小。由试

8、验得对TN、TP去除的最佳组合为：基质（蜂窝煤渣∶蛭石）比例1：2，湿干比1：5，进水流量28.8L/d。增加基质中蛭石的比例能提高污水中氮磷的去除效果；随着进水流量和湿干比的增大，氮磷的去除率降低。余陆沐对人工湿地两年的运行情况进行了分析，氨氮和COD的平均去除率均在609以上。巴奇、赵可、包清华等对两级人工湿地处理有机物质的效果进行研究。结果显示：一级人工湿地面积有机